機械傷害大多是比較嚴重的。沒有安全裝置或防護不良的機械，即使在長期操作過程中未發(fā)生過任何意外事故，也不能證明其可動零、部件就不危險。如果只依靠操作人員所受過訓練、經(jīng)驗、技能和小心操作來代替安全裝置是最危險的。因為人的特性難以推測，而且也不會固定不變。即使是最可靠、謹慎的操作，有時也會出錯。尤其是從事他所熟悉的工作時，往往會由于麻痹大意而出錯。安全措施對謹慎的操作者固然重要，對粗心大意的人更為重要。安全裝置就是機械設備上使用的一種本質安全化附件，其作用是杜絕在機械正常工作期間發(fā)生人身事故。

機械設備的本質安全化，首先要抓好安全裝置的設計與制造，提高其可靠性和質量，擴大品種和規(guī)格，形成標準化、系列化產(chǎn)品，使各種安全裝置能適用于不同的機械設備。認真研究、設計和制造安全裝置是當前開發(fā)新的機電產(chǎn)品時一個不可忽視的重要問題。

一、安全裝置的作用

設計良好的安全裝置，不論出現(xiàn)何種情況，都可確保操作人員的安全，可以使操作人員有安全感，減少緊張情緒。安全裝置應能在確保安全的前提下，盡可能減少對操作者的約束，方便操作，不影響產(chǎn)量。因此，安裝完善的安全裝置對保證人身安全，確保企業(yè)的經(jīng)濟效益是十分重要的。有了安全裝置，使用或維修不當也會造成事故。有些安全裝置在安裝時要求有一定的安全距離，如果不能保證安全距離，仍然有可能發(fā)生事故。使用安全裝置還需要和其它安全措施相配合。

在危險性大的機械加工區(qū)和設備的危險部位必須設置安全裝置。這是實現(xiàn)機械設備本質安全化的重要措施。安全裝置的首要目的是保護人的安全。其次是防止機械發(fā)生毀滅性損壞。當設備出現(xiàn)故障時，能自動停機，以便操作人員及時排除故障，使設計恢復正常運行。

以法規(guī)的形式規(guī)定設備出廠時必須配備安全裝置有以下優(yōu)點：

（1）由制造廠設計和配備安全裝置，更能符合機器設計的整體要求，便于標準化、系列化，安全可靠性高。

（2）由制造廠設計和配備安全裝置比用戶自己改造成本低，經(jīng)濟耐用，避免造成人力、物力和財力上的浪費。

（3）可以提高機械的強度、整體性和外觀質量。

（4）避免了因尺寸限制，有些舊設備無法安裝安全裝置的弊病。為了在舊設備上補加安全裝置，必須另加基礎，從而增大占地面積，影響操作。

目前使用的設備中，由于機械設備的設計缺陷、防護不當或沒有防護而造成的各類傷亡事故是比較嚴重的。其主要原因是沒有從設計上采用安全裝置，生產(chǎn)了許多帶有隱患的機械設備。美國職業(yè)安全雜志1900年第9期提到：美國目前使用的機器中還有20~50%的操作點沒有防護或防護不良。14%的傳動裝置是危險的。日本勞動防災協(xié)會調查，因防護缺陷（沒有防護、防護不良）而造成的各類傷害事故占機械傷害事故的71.59%。我國機械傷害事故統(tǒng)計中，雖然事故原因分析不夠詳細，但多數(shù)事故是由于防護不當造成的。由此可見，安全裝置在預防事故中具有十分重要的作用。由于有些機械目前還沒有制定國家標準和安全要求，有的是在標準發(fā)布前制造出廠時，這些設備本身存在事故隱患，必須由使用單位進行改造，配備必須而又切實可行的安全裝置，并根據(jù)科學技術的進步，盡量采用技術先進、經(jīng)濟合理、安全可靠的安全裝置。

二、采用國家標準

我國已公布了一系列有關機械設備安全裝置的國家標準，在設計安全裝置時，應執(zhí)行有關標準。隨著國家標準的陸續(xù)發(fā)布，我國機械設備安全裝置必將提高到一個新水平，大大提高機械設備的本質安全化程度，從而降低機械傷害的事故率。目前尚無國家標準的機械設備，在設計安全裝置時，應參考已有的國家標準或執(zhí)行專業(yè)標準。

三、充分考慮人的因素

由于事故原因與人有關，因此安全裝置的設計應充分考慮人的因素。安全裝置應符合人類工效學的原則，確保操作人員在使用中舒適、安全、省力。設計時，應考慮使用安全裝置的人的可靠性。從安全人機工程的觀點出發(fā)，發(fā)生事故的原因是人機之間發(fā)生了不希望有的接觸。在設計時應考慮到使用安全裝置的方法，防止人接近危險點時發(fā)生傷害；能有效地防止操作人員無意中進入危險區(qū)后；安全裝置能作出使機械不會產(chǎn)生危險動作或作出立即停機的反應；以及防止由于誤用安全裝置或誤操作而可能引起傷害等技術措施。

設計時要考慮到人體測量學，即人體各部分的尺寸，人的感覺、信息處理能力，人在使用安全裝置時的心理狀態(tài)和行為。還需要考慮到為什么有人沒有使用安全裝置；為什么沒有對安全裝置進行調整和維護；為什么對安全裝置使用不正確。如何防止人在使用安全裝置時出現(xiàn)錯誤是設計人員應考慮的重要問題。

在設計機械設備時，必須考慮人在操縱機械時的能力和局限性，在工業(yè)生產(chǎn)中常使用的各種加工機械，都要由人操作。有些機械在開動后可以自動操作，由工人進行維護和監(jiān)督。人工操作時，要求機械有一定的速度、功率、重復性和加工精度。為了完成所加工的產(chǎn)品，人們在操縱機械時需要用力。當人操縱機械時，人機之間會產(chǎn)生某些接觸和交換。如直接發(fā)生意外接觸時，就會發(fā)生傷亡事故。使用安全裝置和實行安全操作法的目的就是避免人機之間發(fā)生任何形式的意外接觸。

另一種機械傷害是反復的損傷疾病。這些損傷是對手、腕、肩的肌腱和神經(jīng)的傷害，如腱滑膜炎綜合癥、扭傷、挫傷等。這些傷害不是瞬時或突然產(chǎn)生的。所造成的傷害也不象外傷性機械傷害那樣嚴重。這種反復的操作是操作人員在反復完成同一正常任務時逐漸引起的，有些情況如肌肉骨骼傷害與使用雙手掌狀按鈕安全裝置有關。當在需要急劇彎曲腕部或反復用力的崗位上操縱雙手按鈕時，工人腕部患肌腱炎或神經(jīng)的永久性麻木或引起機能障礙的人數(shù)不斷增加。這種情況在設計安全裝置時應引起注意。避免操縱時需要彎曲腕部或用力過猛。

四、安全裝置的防護重點

根據(jù)機械設備存在的危險和有害因素，機械加工設備的加工區(qū)和機械的傳動機構的危險性最大。這兩個部位是安全裝置防護的重點。

1．危險的加工區(qū)

常見的危險加工區(qū)例子有：

（1）軋輥卷進。

（2）往返運動的剪切作用。

（3）圓鋸的切割作用。

（4）塑料碎料機旋轉切刀。

（5）往復運動的壓力機。

2．傳動機構

（1）明齒輪；

（2）鏈輪；

（3）三角皮帶輪。

3．人的危險動作

當人在機械附近操作時，還可能作出各種危險動作。這些動作有時是由于工作需要而進入危險區(qū)，如進行維修、排除故障。有時是無意識的。危險動作大致有5種。

設計安全裝置的目的是防止人接觸危險區(qū)。如果工人為完成任務而需要用手直接將工件放到機械加工點或壓力機的模具中，這將包括一系列正常進行并經(jīng)常接近危險點的動作。設計安全裝置時，就需要針對這些危險動作選擇一種高度可靠的安全裝置，如當人手進入危險區(qū)時，機械不會起動；或者用手持工具代替手進入危險區(qū)等。在使用可靠”時，還應考慮到當人操縱設備時，能影響安全裝置正確就位以及所有能起作用的因素。如果能設計一種不需要人手進入加工區(qū)的操作方法，還要考慮到人可能進入危險區(qū)的各種有意無意的動作。工人操作機械的任務有以下四種：

（1）正常操作任務。正常操作任務是向機械提供輸入。如用手起動機械、加工工件、視覺監(jiān)視質量、停機等。只要設備運轉正常，并按安全規(guī)程操作，一般不會產(chǎn)生危險動作。

（2）清理和清掃。在操作機械加工設備時，切屑積累或工件、材料在機械中卡住，或機械出現(xiàn)故障，需要進行清理、排除故障；糾正、調整機械運行中出現(xiàn)的小的障礙；這時容易產(chǎn)生危險動作。有時工人為了追求產(chǎn)量，可能會在機械運轉時冒險進行清理或加油。

（3）維修任務。維修屬于非正常操作，往往會出現(xiàn)一些正常操作時不存在的安全問題，在維修時需要考慮采用特殊的安全裝置和安全措施。維修不同于正常操作，它包括檢查、加潤滑油、修理、安裝、裝配、更換零件、尋找機械操縱器失靈的原因等。有時還需要在機械運轉情況下仔細觀察機械一系列的動作。維修工人所遇到的危險可能比正常操作工人還大。維修時，人體要進入機械內部，人體對機械的可達性和姿勢的穩(wěn)定與人體尺寸有關。在維修時評價安全的標準和正常操作是不同的。維修時容易產(chǎn)生危險動作的原因與為了搶修縮短停工時間、疏忽大意、精神緊張、過度疲勞以及為了進行修理而必須進入機械內部窄小的空間等因素有關。

（4）其他人員在現(xiàn)場。非操作人員也可能遇到危險。在機械周圍或附近的車間領導、工段長、班組長、安全工作人員、輔助工都可能由于工件、零件松動而意外甩出而受傷，或由于自動機械或工業(yè)機器人的意外啟動而受傷。

安全裝置的防護重點是危險部位和危險動作。設計時應優(yōu)先考慮。

五、安全裝置的設計要求

1．安全可靠和實用。

有許多情況，盡管配備了安全裝置，卻未能防止機械傷害，因為有人沒有使用安全裝置。有的安全裝置安裝后，可以滿足安全標準的最低要求，預計能隔離危險，但是未必有效。有一個例子可以說明這個問題，壓力機的推手裝置的意圖是在機械壓力機滑塊下降時產(chǎn)生一個推手動作，將人手推出危險區(qū)。但是如果推手動作過猛就可能傷人。美國從1974年已停止使用這種安全裝置。

目前還沒有一種能對所有工人在所有情況下都能預防機械危險的、簡單、通用而滿意的安全裝置。安全裝置必須適用于不同性別、人體尺寸、體力強度和年齡的工人。還必須能在老式的、返修的、不經(jīng)常使用的以及用現(xiàn)代化技術控制的、新式的機械上都能使用。在設計時應避免出現(xiàn)從工程觀點看能滿足要求，但容易被工人誤用的情況。

工業(yè)研制的機械系統(tǒng)越來越復雜、越來越先進，對安全裝置的要求也越來越高。盡管現(xiàn)代化技術使更多的機械在程序控制、微電子技術控制下自動操作，有些任務如安裝、調試、檢修都需要這方面的熟練人員。為完成任務，人們需要接近危險區(qū)，這時意外啟動會造成傷害，需要采用安全裝置防止誤起動。

設計時還要考慮到使用安全裝置后由于重復的、長時間勞動所引起的疲勞和積累性損傷。設計安全裝置時應該考慮省力的原則如使用時用力小、避免操作活動范圍過大等。安裝安全裝置后可能會影響到工人正常的勞動方式，必須估計到使用安全裝置后對完成生產(chǎn)任務的影響。安全裝置必須安全可靠又實用。

2．安全裝置設計的總體要求

在本文中已對安全防護裝置提出了基本要求，現(xiàn)再作進一步說明。

（1）使用方便。在滿足安全要求的前提下，工人使用安全裝置時，應感到舒適、方便、靈活，使操作人員能按設計意圖使用安全裝置。如果操作安全裝置時，工人感到費勁、手續(xù)繁鎖、影響操作進度，工人就不愿意使用安全裝置，甚至會拆掉妨礙操作或需要反復停止工作的安全裝置。

（2）不能增加新的危險。應該考慮到安全裝置被誤用或出現(xiàn)意外情況。如門式防護罩在動力驅動下關閉時，是否會將人手擠傷？當手伸進模具而壓力機拉手式安全裝置正好卡在壓力機的隆起物時，是否會將人手腕猛拉回去或拉不回去而使工人受傷？

（3）有高度的可靠性。安全裝置必須絕對可靠，不僅機械部分，而且控制部分的電氣線路、電子元件也必須有高度的可靠性，才能保證安全裝置萬無一